(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定鉄心と、この固定鉄心に対して移動可能に構成された可動鉄心と、駆動用電源により励磁され、上記可動鉄心を移動させる電磁コイルと、可動鉄心の外周部に設置された永久磁石とを備えた電磁操作装置に設けられ、上記電磁操作装置の状態を把握する状態把握装置において、上記電磁コイルに流れる電流を測定する電流測定手段と、上記固定鉄心内部の磁束を測定する磁束測定手段と、上記電流測定手段からの出力信号の時間的変化を表す電流変化波形と上記磁束測定手段からの出力信号の時間的変化を表す磁束変化波形とを演算して演算波形を作成する演算手段と、上記演算波形の特徴点を求め、この特徴点の情報に基づき上記電磁操作装置の状態を判定する状態判定手段とを備えたことを特徴とする状態把握装置。
【請求項２】
演算手段は、磁束変化波形と電流変化波形とを演算係数を介して線形結合させた演算式を用いて演算波形を作成することを特徴する請求項１記載の状態把握装置。
【請求項３】
演算手段は、可動鉄心の動作開始前に、演算波形がフラットな領域を持つことを条件として演算係数を求め、演算式を決定することを特徴する請求項２記載の状態把握装置。
【請求項４】
状態判定手段は、演算波形の特徴点の情報を用いて可動鉄心の駆動速度の計算を行い、上記駆動速度の値を基に電磁操作装置の状態を判定することを特徴する請求項１〜３のいずれかに記載の状態把握装置。
【請求項５】
状態判定手段は、永久磁石が作る磁束と可動鉄心の位置と間に非線形な相関関係がある場合、上記相関関係に基づいて速度補正関数を求め、この速度補正関数により特徴点における駆動速度を補正することを特徴とする請求項４記載の状態把握装置。
【請求項６】
状態判定手段は、演算波形の特徴点より可動鉄心の動作開始点を求め、この動作開始点での電流値を基に電磁操作装置の状態を判定することを特徴する請求項１〜５のいずれかに記載の状態把握装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の状態把握装置により得られた電磁操作装置の状態に基づき、故障の程度を判定し、上記故障の程度に応じた表示を行うとともに、重故障発生時の開閉操作を制御することを特徴とする開閉制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電力遮断器等の開閉装置を電磁操作装置によって操作する場合の被操作機器の状態、あるいは電磁操作装置の状態、あるいは開閉装置の状態を把握する状態把握装置に関するものである。さらに、この状態把握装置を備えた開閉制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遮断器の状態量の１つである開閉接点の消耗量を計測する計測装置として、例えば電磁アクチュエータの駆動コイルに連接した駆動棒に指標をつけ、その位置を光学的検出器を用いて検出し、接点が消耗することによる初期の位置からの指標の移動量を調べるものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
【特許文献１】英国特許出願公開公報第２３５０７２４号公報（第５頁第１５行〜第２０行及び第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の開閉接点の消耗量を計測する計測装置は以上のように構成されているので、光学的検出器が必要になり装置が大きくなる。また、光学的に狙いを定めて指標を捉える必要があるが、そのために軸ずれなどをなくすための調整が必要となる。しかも接点の消耗量は数ｍｍ程度であるため、上記調整は高い精度で行う必要があった。さらに、光学的検出器は１台のアクチュエータに２個、三相遮断器の場合、検出器が６個要ることになり装置が高価になるという問題があった。【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、小形化でき、かつ安価で精度の高い状態把握装置を得ることを目的とする。また、このような状態把握装置を備えた開閉制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る状態把握装置は、固定鉄心と、この固定鉄心に対して移動可能に構成された可動鉄心と、駆動用電源により励磁され、上記可動鉄心を移動させる電磁コイルと、可動鉄心の外周部に設置された永久磁石とを備えた電磁操作装置に設けられ、上記電磁操作装置の状態を把握する状態把握装置において、上記電磁コイルに流れる電流を測定する電流測定手段と、上記固定鉄心内部の磁束を測定する磁束測定手段と、上記電流測定手段からの出力信号の時間的変化を表す電流変化波形と上記磁束測定手段からの出力信号の時間的変化を表す磁束変化波形とを演算して演算波形を作成する演算手段と、上記演算波形の特徴点を求め、この特徴点の情報に基づき上記電磁操作装置の状態を判定する状態判定手段とを備えたものである。【０００７】
また、この発明に係る開閉制御装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の状態把握装置により得られた電磁操作装置の状態に基づき、故障の程度を判定し、上記故障の程度に応じた表示を行うとともに、重故障発生時の開閉操作を制御するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、磁束変化波形と電流変化波形を演算することにより、可動鉄心の駆動特性を知ることができ、小形で、安価で、かつ正確に、電磁操作装置の状態、あるいは電磁操作装置によって操作する被操作機器の状態、あるいは開閉装置の状態を把握することができる状態把握装置が得られる効果がある。【０００９】
また、この発明によれば、上記のような状態把握装置を用いて故障の程度に応じた故障表示を行うので、定期的なメンテナンスによって機器の状態を確認する作業を省略することができ、メンテナンス作業に掛かる費用を低減することができる。また、重故障発生時の開閉操作を制御するので被操作機器の動作不良による事故の発生を未然に防ぐ効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電磁操作機構を用いた電力開閉器を示す概略構成図（開極状態）である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電磁操作機構を用いた電力開閉器を示す概略構成図（閉極状態）である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電磁操作機構および状態把握装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１による状態把握装置および開閉制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る可動子の位置に応じた電磁アクチュエータ内部の磁束の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る可動子が閉極状態から開極状態へ移動した場合の可動子位置、開極側コイル電流、および磁束センサの出力を示す特性図である。
【図７】本発明の実施の形態１による状態把握装置の動作を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る可動子が閉極状態から開極状態へ移動した場合の可動子位置および演算波形ｅ，ｆを示す特性図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る可動子が開極状態から閉極状態へ移動した場合の可動子位置、閉極側コイル電流、および磁束センサの出力を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る可動子が開極状態から閉極状態へ移動した場合の可動子位置および演算波形ｇ，ｈを示す特性図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る演算波形ｆの特徴点を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る磁束センサ出力と可動子の位置との関係の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る電磁操作機構を示す概略構成図（閉極状態）である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る電磁操作機構を示す概略構成図（閉極状態）である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る電磁操作機構を示す概略構成図（閉極状態）である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る電磁操作機構を示す概略構成図（閉極状態）である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る可動子が閉極状態から開極状態へ移動した場合の可動子位置、および磁束センサの出力を示す特性図である。
【図１８】本発明の実施の形態７による開閉制御装置を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  電磁操作機構、２ａ  閉極側コイル、２ｂ  開極側コイル、３  可動子、４  ヨーク、５  永久磁石、６ａ，６ｂ  磁束センサ、７  電流センサ、８  磁束センサ挿入穴、９  可動軸、１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ  サーチコイル、２０  駆動電源、２１  波形取得手段、２２  記憶手段、２３  波形演算手段、２４  状態判定手段、３０  真空バルブ、３１  絶縁ロッド、３２  ワイプばね、３３  固定接点  ３４  可動接点、４０  開閉制御装置、４１  状態情報表示手段、４２  状態情報送信手段、４３  開閉指令送信手段、４４  開閉指令制御手段、４５  開閉指令入力手段、４６  トリップ信号入力手段。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１および図２はこの発明の実施の形態１に係る電磁操作機構（電磁アクチュエータ）を用いた電力開閉器を示す概略構成図であり、通常は３相ある電力系統の１相分について示したものである。また、図１は電力系統を開極した状態であり、図２は閉極した状態を示す。
電力系統の開閉は真空バルブ３０内部の可動接点（被操作機器）３４が動くことによって行われる。可動接点３４の駆動は、電磁アクチュエータ１によって行われる。また、可動接点３４と、電磁アクチュエータ１を接続する軸上には、電力系統と電磁アクチュエータ１を絶縁するための絶縁ロッド３１、および可動接点３４と固定接点３３との間に接触圧力を与えるためのワイプばね３２が配置される。ワイプばね３２は、押し縮めた状態で組み立てられており、一定の長さ以上は伸びないように機械的に固定されている。電磁アクチュエータ１は、外部からの開閉指令信号によって、電源回路２０から電磁アクチュエータ１に通電を行うことによって動作する。【００１３】
通常、可動接点３４と接続された電磁アクチュエータ１の可動子３の駆動距離Ｌは、可動接点３４の駆動距離Ｋよりも大きく設定されている。このため、例えば、開極状態から閉極状態に駆動する場合には、まず最初に可動子３と可動接点３４が連結した状態で閉極方向に移動し、可動子３と可動接点３４が距離Ｋだけ移動した時点で、可動接点３４は固定接点３３に当接して停止し、次に、（Ｌ−Ｋ）の距離だけ可動子３が動き、ワイプばね３２が（Ｌ−Ｋ）の長さだけ縮む。この時、可動接点３４はワイプばねの縮み量（Ｌ−Ｋ）に応じたばね力で、固定接点３３に押し付けられる。
また、閉極状態から開極状態に駆動される場合に、まず、可動子３が移動を開始し、これに伴って、ワイプばね３２が伸びる。この間、可動接点３４は固定接点３３に接触したまま停止している。可動子３が（Ｌ−Ｋ）だけ移動した時点で、ワイプばね３２が最大長まで伸び、この時点から可動子３と可動接点３４が連結して移動するようになる。この時点をワイプ完了点と呼ぶ。【００１４】
図３は、本発明の実施の形態１に係る電磁アクチュエータおよび状態把握装置の概略構造を示した構成図であり、図３（ａ）は電磁アクチュエータおよび状態把握装置の構成を、図３（ｂ）は電磁アクチュエータのヨーク（固定鉄心）の一部を示す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線での断面構成図である。
電磁アクチュエータ１は、ヨーク４、ヨーク４に対して移動可能に構成された可動子（可動鉄心）３、駆動用電源回路２０により励磁される閉極側コイル２ａおよび開極側コイル２ｂ、可動子３の外周部に設置され、開極状態または閉極状態を保持する永久磁石５、可動軸９、並びにヨーク４内部に挿入された磁束センサ６ａ，６ｂから構成される。可動子３と可動軸９とは固着されており、可動子３はヨーク４の内部で可動軸９の軸方向にほぼ直線的に動くように構成されている。図３では、可動子３はヨーク４の真空バルブ側（上側）の端面に接触している。【００１５】
電源回路２０は、外部から供給される電源によって内部のコンデンサ（図示せず）に電荷を充電しており、外部から与えられる閉指令信号、または開指令信号に応じて、コイル２ａまたはコイル２ｂに対して充電された電荷を一定時間だけ放電する。
なお、ここでは、一旦コンデンサに充電した電荷をコイル放電する方法を示したが、外部電源から供給される電流を直接コイル２ａまたはコイル２ｂに通電する方式としても良い。【００１６】
磁束センサ６ａ，６ｂは、図３（ｂ）に示すように、ヨーク４に設けられた磁束センサ挿入穴８に挿入される。閉極側磁束センサ６ａは、可動子３が閉極位置で保持されている状態で、永久磁石５の磁束が通る位置に配置されている。開極側磁束センサ６ｂは、可動子３が開極位置で保持されている状態で、永久磁石５の磁束が通る位置に配置されている。
磁束センサ６ａ，６ｂは、ホール素子またはホール素子に校正機能を組み込んだホールＩＣであり、波形取得手段２１より電力が供給されると共に、磁束センサ６ａ，６ｂの位置で計測された磁束を電圧または電流に変換して出力する。【００１７】
波形取得手段２１ではこの出力信号を、開閉指令信号を受け取った時点から電源回路２０が放電を完了するまでの期間、一定のサンプリング間隔でＡ／Ｄ変換し、変換された磁束変化波形データをメモリ２２に保存する。
なお、Ａ／Ｄ変換を終了するタイミングは、電源回路２０が放電を完了するタイミングに厳密に一致される必要なく、予め波形取得手段２１の内部で決めておけば良い。【００１８】
電流センサ７は、ホールＩＣやシャント抵抗を用いた直流電流センサであるが、放電電流波形の条件によっては、ＣＴ方式の交流電流センサを用いることもできる。電流センサ７は、電源回路２０からコイル２ａまたはコイル２ｂに流される電流値を、電圧または電流信号に変換して出力する。【００１９】
波形取得手段２１ではこの出力信号を、開閉指令信号を受け取った時点から電源回路２０が放電を完了するまでの期間、一定のサンプリング間隔でＡ／Ｄ変換し、変換された電流変化波形データをメモリ（記憶手段）２２に保存する。【００２０】
波形演算手段２３では、波形取得手段２１でＡ／Ｄ変換された磁束変化波形データおよび電流変化波形データをメモリ２２から読み出し、後述する手順によって、上記磁束変化波形データと上記電流変化波形データの演算を行い、演算波形データを作成する。作成された演算波形データはメモリ２２に一時的に保存される。【００２１】
状態判定手段２４では、メモリ２２に保存された演算波形データ、電流変化波形データ、および磁束変化波形データから、アクチュエータの駆動開始タイミング、ワイプ完了タイミング、動作完了タイミング、駆動速度などの、アクチュエータの動作状態を表す数値データ（状態値）を算出する。さらに、これらの状態値が予め決められている状態値の正常な範囲内にあるかどうかを判定し、状態判定信号を出力する。
さらに、判定結果に基づいて、例えば、開閉装置盤面、または盤内に設置された状態表示ランプの点灯を行う。また、状態判定結果を接点信号や、有線／無線の通信手段によって、受配電設備の監視システムに引き渡しても良い。【００２２】
図４は本発明の実施の形態１による状態把握装置および開閉制御装置の動作を説明するフローチャートであり、閉極状態から開極状態に移動する開極時の動作を示す。ステップＳ１で開指令信号が入力されると、ステップＳ２〜ステップＳ３で、電源回路２０はコンデンサに充電した電荷を一定時間、開極側コイル２ｂに放電する。一方、ステップＳ４〜ステップＳ７では、波形取得手段２１において、電流センサ７および磁束センサ６ａ，６ｂからの出力信号を一定のサンプリング間隔でＡ／Ｄ変換し、変換された時間的変化波形データをメモリ２２に保存する。ステップＳ８〜ステップＳ１０では、波形演算手段２３において、メモリ２２に記憶された磁束変化波形データと電流変化波形データとを読み出し、電流ピーク位置から一定時間前の領域Ｓに含まれる磁束変化波形データと電流変化波形データとから後述の係数α，βを決定し、演算波形を作成する。ステップＳ１１では作成した演算波形をメモリ２２に保存する。ステップＳ１２では、状態判定手段２４において、メモリ２２に記憶された演算波形ｅから、アクチュエータの動作開始点、ワイプ完了点等の特徴点を抽出し、ステップＳ１３では、この抽出された特徴点での波形の値と時刻とを用いて演算波形ｆからアクチュエータの駆動速度を推定する。ステップＳ１４〜ステップＳ１６では、推定された駆動速度値が予め決められている正常な範囲内にあるかどうかを判定し、正常または異常の判定結果を出力する。【００２３】
次に、磁束センサ６ａ，６ｂが測定する信号、および磁束センサ６ａ，６ｂからの磁束変化波形データと電流センサ７からの電流変化波形データとの演算方法について詳細に説明する。【００２４】
図５（ａ）〜（ｆ）は可動子３の位置に応じた電磁アクチュエータ内部の主要な磁束の流れを示す図であり、図５（ａ）は閉極状態、図５（ｂ）は開極状態における永久磁石による主要な磁束の流れを示している。また、図５（ｃ）〜（ｆ）は永久磁石５と開極側コイル２ｂとが作る磁束の流れを示している。なお、磁束線は左右対称であるが、図中には右半分の磁束線についてのみ示している。
図５（ａ）に示すように、永久磁石５の作る磁束によって、可動子３にはヨーク４との接触状態を保持する力（保持力）が働いている。この状態において、開極側コイル２ｂに、永久磁石５が発生する磁束をキャンセルする方向に電流を通電すると、電流が十分に大きければ、永久磁石５による保持力は消滅し、コイル２ｂの作る磁束によって可動子３は下方向（開極方向）に向かって移動し、ヨーク４の下側の面（開極側端面）に接触する。この状態で、永久磁石５による磁束よって、可動子３には開極側端面との接触を保持するように保持力が発生する（図５（ｂ））。可動子３が開極側端面に接触した状態において、閉極側コイル２ａを通電すると、同様の動作によって、可動子３を閉極側へ移動させ、その位置で保持させることができる（図５（ａ））。【００２５】
可動子３が閉極側で静止している状態で、かつコイル２ａ，２ｂへの通電が行われていない状態（図５（ａ））では、磁束センサ６ａが測定している磁束は、永久磁石５が作る磁束φPMである。ただし、実際には、φPMに加えて、ヨーク４が磁化したことによって発生した磁束φyも同時に測定している。φyについては後述する。【００２６】
コイル２ｂに通電を行うと、図５（ｃ）の破線で示すように、コイル２ｂが作る磁束φc_1、φcが磁束センサ６ａ，６ｂで測定されるようになる。
コイル２ｂが作る磁束が流れる経路は、ヨーク４と可動子３の閉極側端面（図中の上端面）との接触面から、可動子３の開極側端面（図中の下端面）を通って、ヨーク４に流れる経路（φc〜φc_1）と、ヨーク４から永久磁石５を通過して可動子３の一部を通ってヨーク４に戻る経路（φc〜φc_2）との２つの経路がある。
ヨーク４と可動子３の閉極側端面との接触面において、永久磁石５が作る磁束φPMの流れる向きとコイル２ｂが作る磁束φc_1の流れる向きとは逆向きである。
φc、φc_1、φc_2の間には、
φc＝φc_1＋φc_2
の関係がある。
また、（φc〜φc_2）の経路では永久磁石５と可動子３との間に空気ギャップがあり、永久磁石５自体も空気ギャップとして働くため、
φc_1＞φc_2
の関係がある。
コイル２ｂが作る磁束成分で、磁束センサ６ａで測定される成分はφc_1であり、磁束センサ６ｂが測定する成分はφcである。
コイル２ｂに通電を行っても、可動子３が動き出す前の状態では、磁束φc、φc_1は、コイル２ｂへの通電電流Ｉに比例する。【００２７】
図５（ｄ）に示すように、コイル２ｂの通電電流が増大することによって可動子３が動き出すと、磁束センサ６ａが測定している永久磁石５による磁束φPM_2は、可動子３の閉極側端面とヨーク４との間のギャップが広がるにつれて減少し始める。すなわち、永久磁石５による磁束φPM_2の大きさが可動子３の位置に依存しており、単調減少の特性となる。
これに対して、コイル２ｂが作る磁束に関しては、センサ６ａを通過するφc_1では、可動子３の開極側端面とヨーク５との間、閉極側端面とヨーク５との間には常にギャップがあり、開極側、閉極側のギャップの和は、可動子３が移動しても変化しないため、φc_1は可動子３の位置による変化は小さく、コイル２ｂに流れる電流値に比例する大きさとなる。【００２８】
一方、開極側の磁束センサ６ｂで計測する磁束は、永久磁石５が作るφPM_1と、コイル２ｂが作る磁束φcとの和である。可動子３の移動とともに、可動子３の開極側端面とヨーク５との間のギャップが狭くなるために、磁束φPM_1は単調増加の特性となる。
また、φcの変動の傾向は、可動子３の移動とともにヨーク４と可動子３の閉極側端面間とのギャップが狭くなるためにφcが増加する効果と、コイル２ｂの通電電流に比例してφcが変化する効果を重ね合わせたものとなる。ただし、φcからφc_2へ流れる磁束の経路には、常に永久磁石５が空気ギャップとして存在するため、可動子３の位置変動によるφcの変化の程度は、φPM_1の変化の程度に比べると小さいものになる。【００２９】
以上の説明は、ヨーク５が磁気飽和していないことを前提とした説明であるが、磁気飽和が発生した場合には、上記の関係が成り立たない場合がある。通常の磁気設計では、可動子３がヨーク４の開極側、または閉極側で接触している場合には、磁気飽和が起きることがあるが、可動子３が移動している場合には磁気飽和は発生していないと考えて良い。具体的には、図５（ａ）で一部、磁気飽和が起きていても、図５（ｃ）、（ｄ）では磁気飽和は無いと考えて良い。
また、図５（ｅ）は、可動子３が移動を完了した直後の状態であるが、この時点では、まだコイル２ｂには通電が行われており、コイル２ｂの作る磁束φcの向きと永久磁石５が作る磁束φPMの向きとは同方向であるため、磁気飽和が発生する場合がある。【００３０】
可動子３の移動完了時点（図５（ｅ））から一定時間経過後（実際には、コイル２ｂへの通電開始から一定時間経過後）に、コイル２ｂへの通電が完了し、図５（ｆ）の状態になる。図５（ｆ）では、図５（ｃ）から図５（ｅ）までの間に、コイル２ｂによってヨーク４及び可動子３が励磁された影響により、ヨーク４及び可動子３に残留磁化が残っており、この残留磁化によって磁束φy、φy_1、φy_2が作られる。このため、磁束センサ６ａでは、磁束φy_1が計測され、磁束センサ６ｂでは、永久磁石５が作る磁束φPMに磁束φyを加えた値が計測される。【００３１】
このように、磁束センサ６ａ，６ｂで計測する磁束変化は、可動子３の位置の変化による成分と、コイル電流値Ｉの変化による成分とが複合したものとなっている。例えば磁束センサ６ａで検出される値φ6aは、可動子３の位置ｘに依存する永久磁石の磁束φPM_6a（ｘ）と、可動子３の位置ｘとコイル２ｂの電流値Ｉとの両方に依存するφc_6a（ｘ，Ｉ）との和として
φ6a（ｔ）＝φPM_6a（ｘ（ｔ））＋φc_6a（ｘ（ｔ），Ｉ（ｔ））      （１）
と書くことができる。
ここで、可動子３の位置ｘ、コイル電流Ｉは、それぞれ時間ｔに依存するため、ｘ（ｔ）、Ｉ（ｔ）と表記している。【００３２】
φc_6a（ｘ，Ｉ）は、電流値Ｉに対して比例関係にあると考えて良いので、
φc_6a（ｘ，Ｉ）＝Φc_6a（ｘ）・ｋ1・Ｉ            （２）
と書き換えることができる。
ここで、ｋ1は比例係数である。また、Φc_6a（ｘ）は、φc_6aの、ｘに対する関係を示した関数である。【００３３】
φPM_6aとΦc_6aとは、両者とも、可動子３とヨーク４とのギャップの大きさと、このギャップを通過する磁束との関係を示す関数であるので、同じ関数で近似できるとすると、
Φc_6a（ｘ）＝ｋ2・φPM_6a（ｘ）            （３）
とできる。ここで、ｋ2は比例係数である。
これから、【００３４】
【数１】
0004535193.tif 000002
【００３５】
となり、φPM_6aとｘとの関係式が判っていれば、【００３６】
【数２】
0004535193.tif 000003
【００３７】
として、可動子３の位置ｘと時間ｔとの関係を求めることができる。
また、上述したように、Φc_6aのｘに対する変化が、φPM_6aのｘに対する変化に比べて十分小さい場合には、Φc_6aはｘに対してほぼ一定であると近似することができ、
φ6a（ｔ）＝φPM_6a（ｘ）＋ｋ3・Ｉ            （６）
とするができる。ここでｋ3は比例定数である。
この結果、式（５）は
ｘ（ｔ）＝φPM_6a-1（φ6a（ｔ）−ｋ3・Ｉ（ｔ））        （７）
となる。
例えば、φPM_6a（ｘ）が１次関数であれば、
ｘ（ｔ）＝ｋ4・（φ6a（ｔ）−ｋ3・Ｉ（ｔ））＋ｋ5        （８）
とすることができる。
ここで、ｋ4，ｋ5は定数である。【００３８】
したがって、可動子３が閉極位置から開極位置へ移動する際における、磁束センサ６ａ，６ｂからの出力信号の時間的変化を表す磁束変化波形を取得し、同様に、コイル２ｂの通電電流の時間変化を示す波形（電流センサ７からの出力信号の時間的変化を表す電流変化波形）を取得した後、この磁束変化波形と電流変化波形とに適切な演算処理を行うことにより、磁束変化波形から電流変化成分を消去することができ、この結果得られた波形は、可動子３の位置の時間変化を示す波形となる。【００３９】
図６は、可動子３が閉極位置から開極位置へ移動した場合の可動子３の位置（波形ａ）、磁束センサ６ａの出力（波形ｂ）、磁束センサ６ｂの出力（波形ｃ）、および開極側コイル２ｂの通電電流（波形ｄ１）の時間変化を示している。図６において、横軸は時間、縦軸は左側が電流センサ７の出力信号に対するスケール、右側が磁束センサの出力信号に対するスケールである。なお、波形ａに対する縦軸は可動子３の位置を示すスケールとなる。
波形ｂは、可動子３の動き出し（時刻Ｔ２）から全移動距離の１／３程度の所までは単調に出力が変化しているが、１／３以降では出力がほぼフラットになっている。これは、可動子３が移動するに伴って、永久磁石５の作る磁束が開極側を流れるようになり、閉極側にはほとんど流れなくなってしまったためである。
一方、波形ｃは、全工程に渡って単調に出力が変化している。これは、アクチュエータが図７（ａ）のＡ部とＢ部において非対称な形状になっているために、可動子３が開極側から閉極側に移動しても（図７（ａ）→図７（ｂ））、Ａ部の磁路の磁気抵抗が大きくなっているために、Ｂ部にも磁束φPM_1が流れ続けているためである。【００４０】
図８は、ステップＳ１１で演算する演算例として、磁束変化波形から、電流変化波形に定数を乗算したのちに、引き算を行った結果を示したものである。波形ｅは、磁束変化波形ｂと電流変化波形ｄ１に係数αを乗じたものとの差分であり、波形ｆは、磁束変化波形ｃと電流変化波形ｄ１に係数βを乗じたものとの差分である。
ここで、係数α，βは、可動子３が動き出すまえに波形ｅ、および波形ｆにそれぞれフラットな領域ｓができるという条件で決定している。これは、演算した結果の波形ｅ、ｆは、式（１）、式（２）で示したように、可動子３の位置ｘと時間ｔの関係を示すものでなければならないので、可動子３が移動を開始する前には、波形ｅ，ｆの時間変化は無いはずであるという理由から決定した条件である。ここで、フラットになるという条件は、具体的には、領域ｓの範囲で、波形の時間変化が極小になるようにα，βを決めることである。
また、領域ｓの決定は、アクチュエータに固有の領域として予め決めておく方法、電流のピーク位置から一定時間前の時間領域として定義する方式、磁束センサの磁束変化波形から推定する方式が考えられる。【００４１】
図８において、演算波形ｅと可動子３の位置を示す波形ａとを比較すると、可動子３の動き出しから動作の１／３程度の領域で、可動子３の変位を示す波形ａとの相関が得られている。特に、可動子３の動き出し時点（Ｔ２）、ワイプ完了時点（Ｔ５）を再現している。一方、演算波形ｆは、可動子３の動き出し時点（Ｔ２）の感度は、演算波形ｅに比べて低くなっているが、ストローク全域に渡って可動子３の変位を示す波形ａとの相関が得られている。【００４２】
ここで、係数α，βの具体的な決定方法について説明する。ここでは、コンデンサに充電された電荷を用いてコイルを駆動する方式において、コイル駆動電流のピーク位置からフラット領域ｓを決める方式に基づいて説明する。
まず第１の手順として、フラット領域ｓを決定する（図４のステップＳ８〜ステップＳ９）。
図８において、演算波形ｅ，ｆでは、放電開始（地点Ｔ０）直後に急激に値が変動しており、その後フラットな領域ｓができている。アクチュエータのヨーク５は、静止状態では永久磁石５の作る磁束によって磁気的に飽和している。放電が開始されると、コイルの作る磁束は、永久磁石５の作る磁束を打ち消す方向に発生する。放電電流が上昇して、ヨーク５内部の磁気的な飽和状態が解消された時点から、可動子３が動き始める時点までの間は、コイル電流値Ｉと磁束センサの測定値Ｂに、Ｉ∝Ｂの関係が成り立つ。上記のフラットな領域ｓは、磁気飽和が解消される時点から可動子３が動き出すまでの時間と考えることができる。磁気飽和が解消される時点は、アクチュエータ１の構造とコイル電流値とによってほぼ決まるため、同じ構成の開閉装置ではほぼ同じ時点となる。従って、予め磁気飽和が解消される時点を計測し、Ｔ１としてメモリ２２に保存しておけば、フラット領域ｓの始めの時点を決めることができる。また、前述のように、飽和が解消する時点はコイル電流値によって決まるため、図６において、コイル電流値Ｉが予め決められた一定値Ｉｘに等しくなった時点をフラット領域ｓの始めの時点Ｔ１としても良い。【００４３】
次にフラット領域ｓの終わりの時点（可動子３が動き出す地点）Ｔ２を決めるために、電流ピーク時点Ｔ３を検出する。コイル駆動電流は、一般的には、図６のような波形ｄ１を持つ。コンデンサの放電開始時点Ｔ０から、コンデンサの静電容量ＣとコイルのインダクタンスＬで決まる時定数でコイル電流は増加するが、アクチュエータの可動子３が動き出すと、インダクタンスＬが急激に増加するためコイル電流が制限される。これによって電流変化波形ｄ１は図６に見られるようなピークを持つ。可動子３が動き出すタイミングは、電流ピーク時点よりも前であるが、同じ構成のアクチュエータであれば、電流ピーク時点と可動子３の動作開始時点とはほぼ一定の時間間隔となる。従って、予め、この時間間隔を測定してΔＴとしてメモリ２２に保存しておけば、可動子の動作開始時点Ｔ２を、電流ピーク時点Ｔ３から（Ｔ３−ΔＴ）として推定できる。
なお、電流ピーク時点の推定方法としては、電流値が最大値となった時点の近傍の変化波形データに二次関数近似を行って、近似関数が極値を取る時点をピーク時点とする。ただし、電流センサの出力のノイズ成分が十分小さければ、電流値が最大となる時点をそのままピーク時点としても良い。
また、電流変化波形データに平滑化処理を行った後のデータにおいて最大値となる時点をピーク時点としても良い。
また、アクチュエータやコンデンサ容量の構成によっては、第１の電流ピークの後に、第２の電流ピークが現れる場合があり、第２の電流ピークが第１の電流ピークよりも大きい場合がある。この場合は、第１の電流ピークを電流ピーク時点とする。【００４４】
第２の手順として、フラット領域ｓ、即ち、Ｔ１からＴ２（＝Ｔ３−ΔＴ）の時間領域において、以下の式（９），（１０）で表されるσb、または式（１１），（１２）で表されるσcの値について、αまたはβを順次変化させて値を評価し、σbまたはσcが最小となるα，βの値を求める（図４のステップＳ１０）。【００４５】
【数３】
0004535193.tif 000004
【００４６】
ここで、ｂk，ｃk，Ｉkは、一定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換されてメモリ２２に保存された磁束センサ６ａ，６ｂの変化波形データ、及び電流センサの変化波形データである。各センサのサンプリング周期は共通であるとし、データ数はそれぞれＮ個ずつであるとする。また、【００４７】
【数４】
0004535193.tif 000005
【００４８】
は、上記サンプリングされたデータの内で、領域ｓに含まれるものに付いての和を取ることを示したものである。さらに、Ｍは、サンプリングされた各センサの変化波形データのうちで、領域ｓに含まれるデータの個数である。【００４９】
なお、上記式（１１），（１２）において、磁束データｃkにマイナス符号が付いているのは、磁束センサ６ａと磁束センサ６ｂとの向きの違いを補償するものであり、一方の磁束センサの向きを１８０度反転させれば、マイナス記号を付ける必要は無くなる。【００５０】
さらに、このα，βを用いて、演算波形ｅ，ｆを以下のように算出する（図４のステップＳ１１）。
ｅi＝ｂi−α・Ｉi              （１３）
ｆi＝−ｃi−β・Ｉi            （１４）
ここで、ｂi、ｃiは変化波形データのｉ番目のサンプリング・データを表し、１≦ｉ≦Ｎである。【００５１】
図９は、可動子３が開極位置から閉極位置へ移動した場合の可動子３の位置（波形ａ）、磁束センサ６ａの出力（波形ｂ）、磁束センサ６ｂの出力（波形ｃ）、および閉極側コイル２ａの通電電流（波形ｄ２）の時間変化を示している。図９において、横軸は時間、縦軸は左側が電流センサ７の出力信号に対するスケール、右側が磁束センサの出力信号に対するスケールである。なお、波形ａに対する縦軸は可動子３の位置を示すスケールとなる。
これらの波形に関しても、上記と同様に、可動子３の動き出しの前に波形がフラットになるという条件によって、電流変化波形の演算係数γ，δを決定して、演算波形ｇ，ｈを以下のように算出する。
ｇi＝ｂi−γ・Ｉi            （１５）
ｈi＝−ｃi−δ・Ｉi          （１６）【００５２】
図１０は磁束変化波形と電流変化波形とを演算して得られた演算波形ｇ，ｈを示したものである。演算波形ｇ、および演算波形ｈは、可動子３の動き出し時点から動作完了までで可動子３の位置との良い相関が得られる。【００５３】
次に、演算波形データから、開閉装置の状態を示すパラメータである可動子３の駆動速度の算出と、状態判定を行う手順について詳細に説明する。
まず、開極動作時（図４のステップＳ１２〜ステップＳ１６）について述べる。第１の手順では、演算波形ｅを参照し、この波形データから図１１に示した３つの特徴点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を探索して、Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６を算出する。特徴点Ｐ４は、フラット領域ｓの後に、値が急激に下がり始める点であり、可動子３の動作開始時点Ｔ４（Ｔ２に一致する時点）を表す点である。特徴点Ｐ５は、Ｔ４以降に単調に減少していた波形が、一時的に増加に転じる点であり、ワイプばね完了点Ｔ５に一致する時点である。特徴点Ｐ６は、Ｔ５以降に減少に転じた波形が、再び増加に転じる点であり、可動子３の駆動完了点Ｔ６に一致する。【００５４】
なお、特徴点Ｐ５および特徴点Ｐ６は、開閉装置の構成によっては、減少から増加に転じる点として現れず、曲がり点、即ち、傾きが急激に変化している点として現れる場合もある。このような特徴点を探索する方法としては、電流ピーク点の検出方法と同様に極大、極小値を特徴点とする方法や、波形の２階微分値の絶対値が予め決められたしきい値を超えた点を特徴点とする方法などがある。【００５５】
第２の手順では、波形ｆを参照し、上記Ｔ４およびＴ６の時間に相当する波形ｆの値ｆt=T4およびｆt=T6を求め、各値の差分をとる。波形ｆは、ストローク波形ａに近似的に一致しているとした場合、この差分は、可動子３の駆動距離Ｌに相当する。即ち、補正係数εを用いて、
Ｌ＝ε・（ｆt=T4−ｆt=T6）            （１７）
とすることができる。【００５６】
可動子３の駆動距離Ｌは、同形状の開閉装置でほぼ一定の値であるため、波形ｆの差分を算出すれば、【００５７】
【数５】
0004535193.tif 000006
【００５８】
として、補正係数εを求めることができる。
この補正係数εを用いて、波形ｆをさらに修正し、
Ｆi＝ε・（−ｃi−β・Ｉi）          （１９）
として、新しく演算波形Ｆを求める。【００５９】
第３の手順では、波形ＦのＴ５における値と、Ｔ５＋ΔＴ７における値の差分から可動子３の開極時の駆動速度ｖを算出する。ΔＴ７は予め決められた固定値である。【００６０】
【数６】
0004535193.tif 000007
【００６１】
なお、ここでは、ワイプ完了時点Ｔ５を基準として速度を求めたが、特定の時刻や特定の波形Ｆの値を基準点として速度を求めても構わない。【００６２】
第４の手順では、速度ｖと、予め決められた速度の下限値、上限値を比較し、速度が下限値よりも下回った場合や、上限値を超えた場合は、速度異常と判定し、外部装置に異常判定信号を出力する。【００６３】
閉極動作時についても同様に、図１０に示す演算波形ｇ，ｈから開閉装置の状態を示すパラメータである可動子３の駆動速度の算出と状態判定を行うことができる。ただし、図１０に示す演算波形ｇ，ｈからはワイプ完了点Ｔ５を算出することは困難であるが、可動子の駆動開始点Ｔ４および駆動完了点Ｔ６を検出することにより、開極動作時とほぼ同様に、演算波形ｇおよび演算波形ｈに対する各補正係数ｔ，ｕを【００６４】
【数７】
0004535193.tif 000008
【００６５】
より求めることができる。
また、この補正係数ｔ，ｕを用いて、新たに演算波形Ｇ，Ｈを
Ｇi＝ｔ・（ｂi−γ・Ｉi）            （２３）
Ｈi＝ｕ・（−ｃi−δ・Ｉi）          （２４）
として求め、新たな演算波形Ｇ，Ｈより、特定の時刻や特定の波形Ｆの値を基準点として閉極時の速度の算出を行うことができる。
得られた速度と、予め決められた速度の下限値、上限値（一般に開極時の値とは異なる値）を比較し、速度が下限値よりも下回った場合や、上限値を超えた場合は、速度異常と判定し、外部装置に異常判定信号を出力する。【００６６】
開極動作時の可動子３の駆動速度が低下すると、可動子３にワイプばねを介して連結されている可動接点の駆動速度が低下し、電力開閉装置においては、開極時における電流遮断性能が低下する。すなわち、接点が開いていてもアーク電流が流れ続け、事故発生時に電力を遮断しなければならない状況においても電流を遮断することができなくなり、事故の拡大を招くことになる。したがって、速度の低下を検知した場合は、即座にメンテナンスの実施が必要となる。
閉極動作時の可動子３の駆動速度が低下すると、閉極時に発生するアーク電流によって電極が溶着し、その後の開極動作が行えなくなる可能性がある。この場合にも同様に緊急のメンテナンスが必要となる。
また、開極動作、閉極動作のどちらの場合においても、駆動速度の低下は、駆動機構上の機械的な摩擦力の上昇や、駆動電流量の不足等に起因しており、なんらかの機器の異常の兆候と考えることができる。これらの異常は、駆動機構の動作不良に繋がる可能性が高いため、同様にメンテナンスの実施が必要となる。
また、可動子３の駆動速度が所定の値よりも速すぎる場合には、駆動完了時の機械的な衝撃が大きくなり、開閉装置の耐用年数を低下させる要因となる。したがって、速度超過を検出した場合には、定期メンテナンスの繰上げ実施や、装置耐用年数の見直しなどの対処を行うことができる。【００６７】
なお、上記実施の形態では、開極動作と閉極動作との両方の速度を監視する例を示した。機械的な摩擦力は、開極動作／閉極動作で同じ程度であると考えると、一方の速度だけ見ていれば、もう一方の状態も同じであると推定できるが、電気的には開極と閉極で独立している場合が多く、開極動作／閉極動作の一方でのみ異常な摩擦力が発生する場合も有り得る。また、開極動作／閉極動作で速度の基準値が違う等の理由から、両方監視する方が望ましい。【００６８】
以上のように、本実施の形態によれば、磁束変化波形と電流変化波形とを演算して得られた演算波形より、可動子の駆動速度を知ることができ、この駆動速度より、アクチュエータの状態、あるいはアクチュエータによって操作する可動接点の状態、あるいは開閉装置の状態を把握することができるので、小形で、安価で、かつ正確な状態把握装置が得られる効果がある。【００６９】
また、電流センサ７や磁束センサ６ａ，６ｂの感度が変化した場合、例えば、各センサの感度比をそれぞれｐ，ｑ，ｒとして、
Ｉi→ｐ・Ｉi
ｂi→ｑ・ｂi
ｃi→ｒ・ｃi
となった場合には、波形Ｆは、
Ｆi＝ε・（−ｒｃi−β・ｐ・Ｉi）          （２５）
と変化する。これは
Ｆi＝ε1・（−ｃi−β1・Ｉi）            （２６）
と書き直すことができるが、β1とε1とは、可動子３の駆動前にフラット領域ができるという条件、および可動子３の駆動距離がＬであるという２つの条件のみで決定されているため、センサの感度が変動しても、係数βおよび補正係数εを求める時点でその変動分はこれらの係数に吸収されるため、常に同じ結果が得られる。波形ｅ，ｇ，ｈ，Ｇ，Ｈに関する係数α，γ，δおよび補正係数ｔ，ｕに関しても、これらの係数を求める時点で、その変動分はこれらの係数に吸収されるため、常に同じ結果が得られる。
したがって、本実施の形態の状態把握装置を用いることにより、電流センサや磁束センサの初期の校正試験が不要になると共に、電流センサおよび磁束センサの感度の経時的な変動に対しても影響を受けることがない。
したがって、安価なセンサを用いても精度の良い判定を行うことが可能となる。【００７０】
なお、永久磁石が作る磁束と可動子３の位置との関係には、非線形な相関関係があり、例えば、図１２に示すような関係となることがある。このような非線形の相関関係がある場合は、例えば、可動子３が最初から最後まで一定の速度で動いたとしても、例えば波形Ｆを元にして算出した速度では、可動子３の動き出し近傍に比べて、駆動完了点近傍での速度が遅くなっているように計測される。
したがって、ワイプ完了点など、特定の基準点での速度を計測する場合においては、その基準点における速度補正係数ｚを用いることにより正確な速度に変換することができる。
なお、速度の正常範囲の定義を測定値を基準にして決めておけば、速度補正係数の導入は不要である。
全領域に渡って正確な速度の算出が必要な場合は、波形Ｆに応じた速度補正係数が必要となる。具体的には、磁束センサ出力ｂと可動子３の位置ｘとの間に、
ｘ＝Ｙ（ｂ）          （２７）
という関係式、または、近似的な関係式がある場合、【００７１】
【数８】
0004535193.tif 000009
【００７２】
であり、ｄｂ／ｄｔは、波形Ｆから求めた速度に対応する値であるから、【００７３】
【数９】
0004535193.tif 000010
【００７４】
を速度補正関数として定義すれば良い。
ｘとｂとの近似式を作成することが困難である場合には、ｘとｂとの相関関係から離散的な速度補正係数データyjを作成して、データベースとしてメモリ２２内に保存し、速度算出時にメモリ内の上記データベースを用いる方法を取ることもできる。【００７５】
以上は、状態値として、可動子３の駆動速度を用いる場合について述べたが、別の状態量として、動作開始点におけるコイル電流値を用いることもできる。また、速度と動作開始点との両方を用いても良い。
動作開始点を用いる場合、速度を用いる場合の手法と同様に、演算波形ｅ，ｆ，ｇ，ｈを導出し、各波形の動作開始点を算出し、この時点での電流値が、予め決められた下限値を下回った場合や、上限値を超えた場合に、異常判定とし、外部の異常判定出力を行う。
可動子３の動作開始時点は、可動子３の保持力とコイルによる電磁力が釣り合った点である。したがって、動作開始点の電流値より、可動子３の保持力を知ることができる。【００７６】
動作開始点での電流値の低下は、保持力の低下を表しており、当接面の異常や、永久磁石の減磁によって発生している場合が考えられ、開閉装置の誤動作の原因となる。
保持力低下の兆候を検知して、駆動機構のメンテナンスを実施することにより、開閉装置の誤動作を未然に防ぐことが可能となる。
また、動作開始点での電流値の上昇は、可動子３の保持力の上昇を表すが、経時的な保持力の上昇は、静止摩擦力の上昇と考えることができる。静止摩擦力の増大は、アクチュエータの動作不良を引き起こす原因となるため、静止摩擦力の基準値からの増大の兆候を判定することより、障害が発生する前にメンテナンスを実施し、開閉装置の動作不良の発生を防ぐことが可能になる。【００７７】
なお、上記実施の形態では、開極時における演算波形ｅ，ｆと、閉極時における演算波形ｇ，ｈとを演算し、演算波形ｅより得られた特徴点を用いて演算波形ｆにより開極時の可動子の速度の計算を行うと共に、演算波形ｇ，ｈより得られた特徴点を用い、演算波形ｇ，ｈより閉極時の可動子の速度の計算を行う例を示したが、用いる演算波形は、演算波形ｅ，ｆ，ｇ，ｈのうちの１つであってもよい。
また、複数の演算波形を用い、開極時または閉極時の可動子の速度、あるいは動作開始点での電流値を求め、得られた速度、あるいは動作開始点での電流値を基に開閉装置の状態を把握するようにしても良い。【００７８】
また、上記実施の形態では、磁束変化波形と電流変化波形とから演算波形ｅ，ｆ，ｇ，ｈを算出する際に、演算係数α，β，γ，δを介して磁束変化波形と電流変化波形とを線形結合させた演算式を用いたが、理論的に導出される演算式を用いて演算波形を算出するようにしても良い。
例えば、式（４）で示した、
φ6a（ｔ）＝φPM_6a（ｘ）・（１＋ｋ1・ｋ2・Ｉ）
や、式（１），（２）から求められる関係式、
φ6a（ｔ）＝φPM_6a（ｘ）＋Φc_6a（ｘ）・ｋ1・Ｉ          （３０）
に基づいて、演算式を作成することができる。【００７９】
実施の形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２に係る電磁アクチュエータを示す構成図（閉極状態）である。磁束センサ６ａ，６ｂは、ヨーク４の内面側に溝加工を施し、この溝加工部分に組み込まれている。
図３（ｂ）に示す実施の形態１の構成に比べ、ヨーク４の穴加工の必要が無くなるため、安価に製造を行うことができる。【００８０】
実施の形態３．
図１４は、本発明の実施の形態３に係る電磁アクチュエータを示す構成図（閉極状態）である。磁束センサ６ａ，６ｂは、ヨーク４の内面側に張り付ける形で固定されている。
ヨーク４の角部分などの磁束が飽和しやすい部分に貼り付けることによって、ヨーク４内部での磁束測定に準じた測定値を得ることができる。
これによって、ヨーク４の穴加工を行う必要が無くなり、安価に製造を行うことができる。【００８１】
実施の形態４．
図１５は、本発明の実施の形態４に係る電磁アクチュエータを示す構成図（閉極状態）である。サーチコイル１０ａ，１０ｂが、それぞれコイル２ａ，２ｂと重なる形で巻かれており、サーチコイル１０ａ，１０ｂを貫通する磁束変化率に比例した出力信号が得られる構成とする。
この出力信号を積分することによって、サーチコイル１０ａ，１０ｂを貫通する磁束を求めることができ、ヨーク４内部に磁束センサ６ａ，６ｂを挿入した場合に準じた出力を得ることができる。【００８２】
実施の形態５．
図１６は、本発明の実施の形態６に係る電磁アクチュエータを示す構成図（閉極状態）である。サーチコイル１１ａ，１１ｂは、ヨーク４に巻きつけられており、サーチコイル１１ａ，１１ｂを貫通する磁束の変化率に比例した出力信号が得られる構成とする。
この信号を積分することによって、サーチコイル１１ａ，１１ｂを貫通する磁束を求めることができ、ヨーク４内部に磁束センサ６ａ，６ｂを挿入した場合に準じた出力を得ることができる。【００８３】
実施の形態６．
上記各実施の形態では、磁束変化波形と電流変化波形とを演算することにより機器状態を判定したが、磁束変化波形から直接、機器状態を判定することも可能である。図１７において、磁束センサ出力波形ｂのｔおよびｕ、磁束センサ出力波形ｃのｖのように、波形の曲率が特徴的に変化している点は、可動子の動作開始点、ワイプ完了点、動作完了点に一致している。
したがって、磁束センサの信号のみを検出することによっても、可動子３の動作の特徴的な時点を簡便に知ることができるため、これらの情報から開閉装置の状態を推定することが可能となる。
具体的には、磁束センサ出力波形ｂ，ｃの曲率が特徴的に変化している時点を特徴点として求め、各特徴点の時間間隔が標準的な値から変動しているかどうかによって、開閉装置の状態を推定することができる。【００８４】
実施の形態７．
図１８は本発明の実施の形態７による開閉制御装置を示すブロック構成図である。開閉制御装置４０は、波形取得手段（ＡＤ変換器）２１、記憶手段（メモリ）２２、波形演算手段２３、状態判定手段２４、状態情報表示手段４１、状態情報送信手段４２、開閉指令送信手段４３、開閉指令制御手段４４、開閉指令入力手段４５、およびトリップ信号入力手段４６を有している。【００８５】
開閉指令送信手段４３からは、１つまたは複数の駆動電源２０に対して、開指令または閉指令を送信できるように構成されている。開閉指令入力手段４５は、外部の制御装置から、各駆動電源に対する開指令信号または閉指令信号を受信する。開閉指令制御手段４４は、開閉指令入力手段４５に入力された開閉指令信号に応じて、開閉指令送信手段４３から開閉指令を個々の駆動電源２０に送信する。また、開閉指令制御手段４４は、開閉指令を送信すると同時または一定の時間経過後から、波形取得手段２１に対してＡＤ変換の開始を指令する。駆動電源２０では、開閉指令を受信した後にアクチュエータ１のコイル２に対して、一定時間の通電を行う。【００８６】
波形取得手段２１は、駆動電源２０からアクチュエータ１に通電されるコイル電流値、及びアクチュエータ１に内蔵された磁束センサ（図示せず）からの信号を読み取り、一定のサンプリング間隔で読取った値のＡＤ変換を繰り返し、所定のサンプリング回数または所定の時間だけ変換を行った後に、ＡＤ変換を終了して、取得した磁束波形データ及び電流波形データをメモリ２２に保存する。【００８７】
波形演算手段２３では、ＡＤ変換完了後に、磁束波形データと電流波形データとの演算処理を行い、演算波形データをメモリ２２に保存する。【００８８】
状態判定手段２４では、波形演算処理完了後に、メモリ２２に保存された演算データを読み取り、可動子３の駆動速度、アクチュエータ保持力、アクチュエータ静止摩擦力などの状態量を算出し、予め、メモリ２２に保存されているそれぞれの状態量の基準値との比較を行って、故障の程度を判定する。すなわち、緊急のメンテナンスが必要である重故障状態、メンテナンス時期の繰上げを要求する軽故障状態、または正常状態の判定を行い、判定結果をメモリ２２に保存する。【００８９】
状態表示手段４１は、状態判定手段２２の判定結果に基づき、ＬＥＤの点灯や、ディスプレイ・モニタにより故障の程度に応じた表示を行う。【００９０】
状態情報送信手段４２は、接点信号、ＲＳ−４２２、ネットワーク機能によって、外部制御機器に対して、状態情報の送信を行う。【００９１】
また、開閉指令制御手段４４では、状態判定結果に基づいて、次回の開閉指令を受信した場合に、開閉指令送信手段４３に対して、指令を送信するかどうかを判断する。すなわち、前回動作時に重故障判定がなされたアクチュエータに対しては、開閉指令の送信を禁止する。
このような開閉制御を行うことにより、開閉装置の動作不良による事故の発生を未然に防止することが可能となる。【００９２】
なお、トリップ信号入力手段４６がトリップ信号を受信した場合は、重故障状態に係らず、開閉指令制御手段４４は、開指令を開閉指令送信手段４３より送信させる。これは、電力機器の事故が発生した場合には、事故遮断を優先するためである。
また、重故障状態にある開閉装置に対してトリップ信号を受信した場合には、開閉制御装置４４において、より上位の開閉装置にトリップ信号、または開指令を送信する制御を行うことによって、事故の拡大を防止することができる。
【図１】
0004535193.tif 000011
【図２】
0004535193.tif 000012
【図３】
0004535193.tif 000013
【図４】
0004535193.tif 000014
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004535193.tif 000017
【図８】
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【図９】
0004535193.tif 000019
【図１０】
0004535193.tif 000020
【図１１】
0004535193.tif 000021
【図１２】
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【図１３】
0004535193.tif 000023
【図１４】
0004535193.tif 000024
【図１５】
0004535193.tif 000025
【図１６】
0004535193.tif 000026
【図１７】
0004535193.tif 000027
【図１８】
0004535193.tif 000028